Разработка методики проектирования параметризованных аналоговых ячеек - Программирование, компьютеры и кибернетика дипломная работа

Главная

Программирование, компьютеры и кибернетика
Разработка методики проектирования параметризованных аналоговых ячеек

Автоматизация проектирования аналоговых микросхем. Обзор существующих решений. Определение, способы реализации PCell. Специфика физического проектирования. Причины рассогласования элементов и способы их устранения. Создание топологических эскизов.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Разработка методики проектирования параметризованных аналоговых ячеек
1.1 А в томатизаци я проектирования аналоговых микросхем . Обзор существующих решений
В современных цифро-аналоговых интегральных схемах аналоговая часть проекта, как правило, занимает сравнительно небольшую часть общей площади ИС. При этом разработка аналоговых блоков требует непропорционально больших усилий разработчиков и времени. При проектировании аналоговых блоков большая часть операций выполняется в ручном режиме, результатом чего являются длительные стадии проектирования и высокая вероятность ошибок, а также множественные проектные итерации. Основное время расходуется на выбор схемотехнического решения, подбор параметров элементов и создание топологии. Большой период времени, затрачиваемый на разработку, а значит и затраты, необходимые для получения продукта, становятся для многих фирм камнем преткновения в конкурентной борьбе за лидирующие позиции на огромном рынке аналоговых схем. Таким образом, сегодня нахождение путей, позволяющих сократить сроки и снизить стоимость разработки, является очень актуальной задачей. Анализ литературных источников позволяет сделать вывод, что в настоящее время разрабатываются различные подходы к решению этой проблемы.
Во многих работах и исследованиях в этом направлении было предложено использовать синтез электрической схемы, по примеру цифровых ИС, и для аналоговых блоков. Данный подход применим для широкого класса наиболее часто используемых аналоговых схем. В то же время универсальность описываемого метода влечет за собой и один существенный недостаток: он не учитывает специфику каждого конкретного типа схем.
Второй, более современный подход, состоит в разработке ряда инструментов синтеза, каждый из которых оптимизирован для конкретного типа устройств (аналого-цифровые преобразователи (АЦП), ЦАП, операционные усилители и т.д.).
Разработка таких подходов является очень трудоемкой и затратной работой. Нужно предусмотреть много условий, чтобы добиться полной автоматизации аналоговых блоков.
Наиболее используемым на данный момент путем является применение в процессе проектирования встраиваемых IP-блоков. Интегрируя в проекте готовые IP-блоки от сторонних разработчиков и блоки, разрабатываемые собственными проектными группами, можно обеспечить необходимый компромисс между стоимостью и сроками создания конечного продукта. Предприятия, предоставляющие такие библиотеки, готовят на каждую ячейку паспорт, в котором приведена вся необходимая информация и справочные значения основных электрических параметров. Преимущество готовых блоков заключается в том, что при их использовании проектировщик не тратит время и средства на разработку и верификацию. Так как используемые в IP-блоках технические решения уже прошли технологическую апробацию и подтвердили свою работоспособность будучи реализованными в конкретных кремниевых БИС.
Но можно выделить и недостатки такого метода. В библиотеке элементов разработчик ограничен выбором из нескольких десятков усилителей, источников опорного напряжения, преобразователей с фиксированными параметрами и т.д. Чтобы приспособиться к такому ограниченному выбору, разработчику, возможно, придется пойти на определенные жертвы в том, что касается достижения требуемых характеристик. А для аналоговых схем это непозволительная роскошь. Если вы и ваши конкуренты строите свои проекты на базе одной и той же библиотеки стандартных элементов смешанного сигнала, то вы получите приблизительно те же характеристики, которые определяются параметрами. Настоящая индивидуализация продуктов определяется вложенными в них новыми решениями. Это можно достичь благодаря созданию уникальных особенностей продукта, не всегда легко доступных для конкурентов. Библиотеки элементов с фиксированными параметрами не позволяют создать уникальные свойства продукта, которые часто нужны для критически важных аналоговых приложений.
Разработка библиотеки аналоговых базовых и сложно-функциональных блоков с изменяемыми пользователем параметрами (PCELLs) сможет решить эту проблему. Среда Cadence позволяет претворить в жизнь данную задумку.
В современных САПР пользователь обычно не проектирует топологию отдельных элементов, он лишь задает их параметры, а система сама создает требуемую топологию элемента. Таким образом, при создании топологии отдельных элементов используется принцип параметризованных ячеек - PCELL. Идея состоит в том, чтобы использовать этот принцип при создании топологии следующего уровня, т.е. элементарных аналоговых / цифровых узлов, в которых взаимосвязи и геометрия расположения элементов будет описана по аналогии с геометрией полигонов в самих элементах, например, с помощью программ на языке SKILL.
Ячейки удобны в использовании. Вставляя выбранную ячейку, задаются необходимые параметры. При работе можно их поменять, что приведет к изменению топологии без особых усилий. Построение топологии ячеек осуществляется исходя из технологических требований и норм проектирования. Дизайн элементов продумывается на основе ранее использованных продуктов, которые уже неоднократно прошли проверку на надежность. Таким образом, использование такой библиотеки сократит ошибки, связанные с человеческим фактором, а также гарантирует работоспособность используемых элементов. Исследование статей и публикаций по данной теме показало, что проектирование библиотеки параметризованных аналоговых базовых и сложно-функциональных блоков является нераскрытой темой и требует глубокого изучения. В настоящее время большинство предприятий предоставляет библиотеки только стандартных элементов, таких как транзисторы, резисторы, конденсаторы и т.д. Поэтому разработка библиотеки элементов более высокого уровня является очень актуальной на сегодняшний день. Использование разработчиком такой библиотеки, позволит сократить сроки и снизить стоимость проекта.
1.2 P Cell - определение , способы реализации и применение
PCell - это параметризованная ячейка, которая меняет свое графическое представление в зависимости от задаваемых ей значений параметров.
Существует 2 способа создания и редактирования PCells:
1) графически - используя команды в меню PCell;
Первый способ более простой, но он подходит для самых примитивных PCells. Некоторые структуры почти невозможно создать графически. Хорошим примером является катушка индуктивности в виде спирали. В качестве параметров задаются ширина линии, расстояние между витками, их количество и общая ширина. Такую структуру сложно определить графическим способом. Еще одним преимуществом программного варианта является быстрота его редактирования, что является большим плюсом при создании большого количества элементов. Исходя из выделенных преимуществ, проектирование библиотеки ячеек более высокого уровня предпочтительнее создавать с помощью программного кода. Далее в данной работе будет рассматриваться только этот способ. Рассмотрим его поподробнее.
Итак, PCell или параметризованная ячейка является графической, программируемой ячейкой. Она автоматически генерируется системой каждый раз, когда разработчик вставляет ее в проект и задает необходимые параметры. Таким образом, PCell представляет собой элемент, который зависит от одного или нескольких параметров и не является фиксированным экземпляром. После компиляции ячейка хранится в базе данных (Open Access) в виде процедуры.
Таким образом, PCell - это кусок программного кода. Этот код является ответственным за процесс создания правильной структуры на основе его входных параметров. Изменения, внесенные в коде, после компиляции появляются в уже вставленных элементах. Конфигурация топологии ячейки не может быть изменена без изменения программного кода данной PCell.
В проектировании ячейки являются основными единицами функциональности. Они могут быть использованы неограниченное количество раз, даже в одном проекте. PCell является более гибким, чем не-параметризованные ячейки, потому что они могут иметь различные значения параметров при одной и той же конструкции. Это позволяет быстро проверить работоспособность схемы и подобрать нужные значения.
Так как один PCell - код может создавать много вариантов ячеек (с различными параметрами), то ячейку с исходным набором параметров называют Master PCell. Каждый раз, когда разработчик вставляет элемент, который имеет уникальный набор данных, система создает временную Submaster ячейку в виртуальной памяти. Когда создается элемент с уже существующим набором параметров, системе не требуется его генерация, она ссылается на уже существующие данные. Это позволяет сократить время, затрачиваемое на создание системой ячеек.
Преимущество таких ячеек в том, что их графическое представление не является фиксированным, а изменяется в зависимости от задаваемых разработчиком параметров. Это очень удобно при создании одинаковых по структуре ячеек, имеющих лишь разные размеры. В качестве изменяемых параметров могут быть ширина, длина затвора, количество пальцев у транзистора, а также разные конфигурации элементов в зависимости от требуемых условий (Рис. 1.1).
Рис. 1.1. Конфигурации элементов в зависимости от значений параметров
Когда проектировщик вставляет PCell в свой проект, значения его параметров устанавливаются по умолчанию. Затем он может либо задать нужные значения, либо оставить ячейку без изменений.
PCells могут быть написаны для разных технологий и на разных языках программирования. В среде Cadence таким языком является SKILL. Он является собственностью Cadence Design Systems Inc. Компания CiraNova для разработки своих параметризованных ячеек (PyCell) использует язык Python.
· Меньшее время создания проекта. Так как не нужно создавать заново ячейки, имеющие одинаковую конструкцию, но разные значения параметров.
· Экономия памяти на диске и ресурсов, необходимых для предоставления проектных данных. Так как подобные ячейки имеют один источник.
· При тесном сотрудничестве с разработчиками PCells, можно быстро устранить ошибку или внести коррективы в топологию ячейки. Это позволит в быстрые сроки внести коррективы в полный проект, не изменяя вручную подобные элементы.
Библиотека параметризованных ячеек является основой для реализации топологических решений и во многом определяет скорость и качество проектирования. Сегодня аналоговый рынок предлагает лишь библиотеки параметризованных базовых элементов, таких как транзисторы, резисторы, конденсаторы и т.д. Создание аналогичной библиотеки ячеек второго уровня станет мощным шагом на пути к полной автоматизации аналоговых схем.
1.3 Аналоговые ячейки второго уровня . Их применение
К аналоговым ячейкам второго уровня можно отнести «дифференциальные пары», «токовые зеркала», «аналоговые ключи», «матрицы согласованных конденсаторов». От характеристик этих элементов зависит работа аналоговых блоков на их основе и, как следствие, работа ИМС в целом. Ниже приведена по ним краткая информация.
Дифференциальная пара (транзисторов) - схема, состоящая из двух транзисторов, соединенных вместе таким образом, что их истоки соединяются с общим резистором смещения (источником тока), который обеспечивает (задает) постоянный ток. На рисунках 1.2 и 1.3 приведены примеры построения дифференциальных пар.
Рис. 1.2. Простые дифференциальные пары: а) на n-МОП транзисторах; б) на p-МОП транзисторах
Рис. 1.3. Перекрестно - связанная пара с n - МОП входными транзисторами
Дифференциальная пара (ДП) представляет собой наиболее универсальный вид усилителя, функциональное назначение которого состоит в усилении разности входных сигналов. Они являются важными элементами в составе СФ-блоков. Дифференциальные пары во многом определяют свойства операционных усилителей и компараторов. В ряде случаев они имеют и самостоятельное применение.
Токовое зеркало - генератор стабильного тока, управляемый током. Чаще всего выходной ток равен управляющему или отличается от него в целое число раз. Токовые зеркала обычно применяется для того, чтобы «скопировать» один ток на множество каскадов, и тем самым задать их ток покоя.
Токовое зеркало - это схема, предназначенная для копирования через одно активное устройство, контролируя ток в другом активном устройстве цепи, сохраняя постоянный ток на выходе, независимо от нагрузки (Рис. 1.4). «Копируемый» ток может быть и иногда является переменным током.
Концептуально, идеальное токовое зеркало - это управляемый током источник тока (Рис. 1.5).
Рис. 1.5 Пример источника тока, в состав которого входит токовое зеркало
Токовые зеркала широко используются при проектировании интегральных микросхем, работающих в широком диапазоне питающих напряжений. Они входят в состав базовых СФ - блоков, таких как источники тока, компараторы, операционные усилители. Токовые зеркала на транзисторах имеют такое широко применение в аналоговых интегральных схемах благодаря своей простоте (требуются всего два согласованных транзистора) и эффективности.
Аналоговые ключи это устройства коммутации переменного сигнала, которые нашли широкое применение в большинстве аналоговых и цифровых областей (Рис. 1.6).
Рис. 1.6. Простейшие аналоговые ключи: а) на n-МОП транзисторе; б) на p-МОП транзисторе, в) комплементарные
Идеальный аналоговый ключ ведет себя как совершенный механический выключатель: во включенном состоянии пропускает сигнал к нагрузке без ослаблений или нелинейных искажений, в выключенном - ведет себя как разомкнутая цепь.
Аналоговые электронные ключи предназначены для передачи аналогового сигнала с минимальными искажениями. Искажения, вносимые ключом при использовании нагрузочной емкости хранения (например, в УВХ), определяются главным образом инжекцией заряда в момент выключения.
Инжекция носителей заряда - увеличение концентрации носителей заряда в полупроводнике (диэлектрике) в результате переноса носителей током из областей с повышенной концентрацией под действием внешнего электрического поля. Инжекция носителей заряда приводит к нарушению термодинамического равновесия электронной системы в полупроводнике. При этом в образце появляется пространственный заряд, препятствующий дальнейшему поступлению носителей из обогащённого слоя.
Существенно уменьшить инжекцию заряда позволяет использование в аналоговых ключах дополнительных элементов (транзисторов) (Рис. 1.7).
Рис. 1.7 Аналоговые ключи с дополнительными элементами для компенсации инжекции заряда: а) на n-МОП транзисторах; б) на p-МОП транзисторах; в) комплементарные; г) комплементарный симметричный
Аналоговые ключи имеют широкое применение в аналоговых блоках. Управляемые напряжением они образуют блоки, существенно - важные для построения ОУ, такие как интеграторы, схемы выборки-хранения, пиковые детекторы и другие. Одним из эффективных применений ключей на полевых транзисторах является использование их в мультиплексорах - схемах, которые позволяют выбрать один из нескольких входов по указанию управляющего цифрового сигнала.
Согласованные конденсаторные матрицы нашли широкое применение в аналоговой схемотехнике. Они используются в АЦП, ЦАП, в различного рода фильтрах и других схемах, где необходимо согласование конденсаторов, в схемах на переключаемых конденсаторах. Согласование этих элементов необходимо для достижения желаемых характеристик схем. На рис. 1.8. приведен пример использования таких матриц в схеме дифференциатора. Отношение конденсаторов С1 к С2 может быть разным, но при этом они должны быть согласованы по всем правилам, для правильной работы устройства.
Таким образом, можно сделать вывод, что рассмотренные аналоговые ячейки входят в состав многих базовых СФ - блоков, таких как источники тока, компараторы, операционные усилители, фильтры и другие не менее важные устройства. От их правильной работы и обеспечения необходимых параметров зависит работоспособность построенных на их основе аналоговых блоков, а значит и всей схемы в целом. Поэтому так важно уделять токовым зеркалам, дифференциальным парам, аналоговым ключам и согласованным матрицам конденсаторов большое внимание при проектировании.
1.4 Специфика физического проектирования
Аналоговые блоки требуют тщательного и продуманного физического проектирования, для того чтобы добиться от реализуемого устройства требуемых параметров. Физическим проектированием называется проектирование непосредственно топологии того или иного блока.
Специфика проектирования топологии таких блоков состоит в том, что их характеристики сильно зависят от физической реализации. Поэтому физическое проектирование схем аналоговых блоков в цифро-аналоговых ИМС выходит на первый план по важности при разработке всего кристалла. Можно спроектировать прекрасно работающую при моделировании схему операционного усилителя, но из-за неграмотного проектирования топологии в физической реализации данная схема работать не будет. Поэтому следует особое внимание уделять физическому проектированию аналоговых схем, обращая особое внимание на их защиту от негативных факторов, таких как помехи, влияние механического напряжения, возникновение антенного эффекта, включение паразитного тиристора и т.п.
Таким образом, конструкции дифференциальных пар (ДП), токовых зеркал (ТЗ), аналоговых ключей и матриц согласованных конденсаторов требуют тщательного проектирования для достижения желаемых результатов.
Для нормальной работы рассматриваемых элементов определяющее значение имеет воспроизводимость параметров и согласованность составляющих их элементов, в связи с чем, к топологической конструкции этих приборов предъявляются высокие требования. Проблема заключается в получении идентичных характеристик входящих в СФ-блоки МОП-транзисторов и конденсаторов, которые могут отличаться ввиду неоднородности (разброса) технологических параметров. Известно, что даже для хорошо управляемых и стабильных технологических процессов современных микроэлектронных производств разброс параметров технологии составляет < ± 10% для пластин и ~ 0.5% для одного кристалла, что, например, для скоростных многоразрядных ЦАП и АЦП имеет принципиальное значение.
На рис. 1.9 представлен расчёт рассогласования по току на примере токового зеркала, выполненного по КМОП-технологии 0.18 мкм, в том числе с размерами длины канала МОП транзистора (L) 0.18 и 1 мкм, при возможных технологических изменениях длины канала ДL транзисторов на 5 нм и 15 нм. Можно видеть, что рассогласование может достигать 5% в малом диапазоне токов, причем с уменьшением размеров каналов транзисторов токовых зеркал величина рассогласования резко возрастает.
Рис. 1.9. Иллюстрация расчёта рассогласования по току в ТЗ, выполненных с использованием МОП-транзисторов с L=180 нм, W=240 нм (а), L=1 мкм, W=3 мкм (б)
Данная проблема решается с помощью использования определенных методов построения топологии согласованных элементов, что приводит к уменьшению разброса параметров конструкторскими решениями, учитывающими взаимное расположение транзисторов (конденсаторов) и их геометрию.
1.5 Причины рассогласования элементов и способы их устранения
Основными причинами рассогласования элементов являются отклонения геометрии элементов и механические напряжения в пределах кристалла, возникающие в ходе изготовления ИМС, включая корпусирование кристаллов. Оптимизация размещения согласованных элементов на кристалле может уменьшить чувствительность схемы к возникающим механическим напряжениям и ряду других негативных факторов. После корпусирования в кристалле возникают дополнительные механические напряжения, могущие вызвать дополнительное рассогласование элементов. Известно, что данные механические напряжения минимальны в центре кристалла и в центрах его сторон, а максимальны в углах кристалла. Согласованные элементы по току и напряжению необходимо располагать в местах с минимальным механическим напряжением.
Еще одной важной причиной рассогласования элементов является пьезочувствительность кремния, что проявляется в изменении его удельного сопротивления под действием механических напряжений. Поэтому согласованные элементы необходимо располагать вдоль осей с минимальной пьезочувствительностью.
Источниками рассогласования также могут быть технологические факторы при изготовлении кристаллов, например, дефекты исходной кремниевой пластины, смещение масок при фотолитографии и неравномерность травления транзисторов ИМС, в совокупности вызывающие невоспроизводимость размеров элементов ИМС, наличие негативного влияния соседних структур и электростатическое взаимодействие, модуляции напряжения и инжекции заряда, а также диэлектрическая поляризация. В результате совокупности факторов (т.е. в зависимости от расположения пластин в рабочих камерах, характеристик и параметров технологических установок) после прохождения всех этапов технологического процесса на пластине формируется сложный рельеф микроскопических неоднородностей. Поэтому при разработке проекта очень важно тесное сотрудничество тополога и технолога.
Ввиду вышеуказанной многофакторности, в настоящее время не существует общих решений минимизации рассогласования элементов в ИМС. Одним из вариантов минимизации рассогласования является оптимизация топологии элементов в СФ-блоках ИМС. Например, дифференциальные пары и токовые зеркала строятся на основе согласованных транзисторов и чем точнее они согласуются, тем меньший дисбаланс токов и напряжений имеет место в готовом блоке ИМС. Для минимизации рассогласования предлагаются принципы построения топологии согласованных интегральных элементов.
1.6 П остроение согласованных элементов
В общем случае можно выделить 4 основных принципа построения согласованных элементов:
1. Согласованные элементы должны состоять из идентичных сегментов, организованных в массив.
2. Все сегменты в массиве согласованных элементов должны иметь одинаковую ориентацию.
3. Массивы сегментов согласованных элементов должны иметь минимально возможное расстояние между геометрическими центрами или (желательно) общий центр.
4. Должны быть приняты меры по обеспечению равных условий для краевых и внутренних сегментов массива.
Далее рассмотрим конкретные топологические методы повышения степени согласованности интегральных элементов.
Размещение согласуемых элементов с общим центром.
Согласуемые элементы следует разделять на идентичные сегменты. Сегменты должны быть расположены симметричным образом в виде массива, так чтобы геометрический центр элемента лежал на пересечении осей симметрии массива. Фактически возможно разместить два массива элементов так, чтобы их оси симметрии совпадали. Такое размещение называется common-centroid, что в переводе означает общий центр (рис. 1.11). При этом будет исключено влияние рассогласующих факторов, связанных с наличием на кристалле разного рода градиентов параметров (градиентов толщины окисла, механических напряжений, температуры и т.д.).
Рис. 1.11. Пример размещения элемента с общим центром
При построении массива сегментов согласуемых элементов (далее - просто массива сегментов) с общим центром должны выполняться следующие правила:
Совпадение. Геометрические центры согласуемых элементов должны совпадать.
Симметрия. Массив сегментов должен быть симметричен относительно обеих X, Y осей. В идеале эта симметрия должна быть результатом размещения сегментов в массиве, а не симметрии индивидуальных сегментов.
Дисперсия. Массив сегментов должен иметь высокую степень дисперсии; другими словами, сегменты каждого согласуемого элемента должны быть распределены по массиву настолько равномерно, насколько это возможно.
Компактность. Массив должен быть компактным, насколько это возможно. В идеале он должен быть почти квадратным. Чем более компактным может быть сделано размещение с общим центром, тем менее восприимчивыми становятся согласованные элементы к нелинейным градиентам разброса параметров.
Ориентация. Каждый согласованный элемент должен состоять из равного числа сегментов, одинаково ориентированных в любом направлении.
Двумерный массив с общим центром обеспечивает более высокую степень симметрии. Такое размещение называется cross-coupled, что в переводе означает перекрестные связи (рис. 1.12). Это очень компактное размещение, и оно особенно подходит для пар относительно небольших элементов. На практике каждый элемент разделяется на две равные половины, которые размещаются в диаметрально противоположных углах массива. Такой тип размещения обеспечивает лучшую защиту от градиентов, чем одномерные массивы. Это происходит из-за его компактности и дисперсии, возможной в пределах двумерного массива.
Рис. 1.12. Примеры построения массивов с перекрестными связями
Уменьшение технологического влияния соседних структур для лучшего согласования элементов.
При изготовлении ИМС на довольно протяжённом технологическом маршруте возникает множество технологических факторов, вызывающих отклонения параметров элементов СФ-блоков. Например, фактические скорости травления поликремневых и диффузионных областей в локальных областях кристалла зависят от взаимного расположения элементов. В результате такой зависимости может возникнуть рассогласование в эффективных ширинах и длинах каналов согласованных МОП-транзисторов.
Использование транзисторы с длиной канала больше минимальной и фиктивных элементов (dummy-элементы) гарантирует однородное травление. Отсутствие фиктивных элементов может привести к рассогласованию по току 1% или более. Расстояние между фиктивными и рабочими затворами должно точно соответствовать расстоянию между рабочими затворами. При этом не допускается размещение контактов над рабочими затворами МОП-транзисторов.
Рис. 1.13. Пример топология с использованием dummy-транзисторов по обе стороны от активных транзисторов
На фиктивные сегменты желательно подавать напряжение земли / питания, чтобы предотвратить на них накопление плавающих потенциалов.
На рис. 1.14, 1.15 приводятся примеры построения фиктивных элементов при построении согласованных резисторов (с подключением к основному телу резистора и без него) и конденсаторов.
Рис. 1.14. Примеры построения фиктивных сегментов для согласованных резисторов
Рис. 1.15. Пример построения фиктивных сегментов для согласованных конденсаторов
Рекомендации по согласованию МОП-транзисторов.
N-канальные транзисторы, как правило, обеспечивают более высокую степень согласования, чем p-канальные транзисторы при прочих равных условиях. Это явление наблюдается в ряде различных процессов, включая варианты и с p-карманом, и с n-карманом. P-канальные транзисторы показывают от 30 до 50% большее рассогласование по крутизне, чем аналогичные n-канальные.
Согласуемые МОП-транзисторы разделяются на сегменты, или пальцы, позволяющие построить компактный массив. Самый простой тип массива - размещение многих пальцев транзистора параллельно. При этом допускается объединение общих истоков и / или стоков. На рис. 1.16 показан пример пары согласованных МОП-транзисторов с общим центром и фиктивными элементами.
Рис. 1.16. Пример топологии пары согласованных транзисторов (common-centroid)
На рис. 1.17 показан пример пары согласованных МОП-транзисторов с перекрестными связями и фиктивными элементами.
Рис. 1.17. Пример топологии пары согласованных транзисторов с использованием перекрестных связей (cross-coupled)
Для достижения наибольшего согласования желательно выбирать максимально возможную для данного применения площадь затворов транзистора.
Следующие рекомендации суммируют наиболее важные принципы построения согласованных МОП-транзисторов:
1) использовать идентичную конфигурацию пальцев;
2) использовать большие по площади рабочие области;
3) ориентировать транзисторы в одинаковом направлении;
4) размещать транзисторы, по возможности, вблизи друг от друга;
5) использовать компактное размещение согласованных транзисторов;
6) применять размещение с общим центром или с перекрестными связями сегментов;
7) применять фиктивные элементы на краях массива пальцев транзисторов;
8) размещать транзисторы в областях с низким градиентом механического напряжения;
9) размещать транзисторы вдали от мощных элементов схемы;
10) не размещать контакты над рабочими затворами;
11) не проводить металлические шины через рабочие затворы;
12) размещать рабочие затворы вдали ото всех переходов с глубокой диффузией;
13) размещать точно согласованные транзисторы по осям симметрии кристалла;
14) не позволять краям скрытого слоя пересекать область рабочего затвора.
Рекомендации по согласованию конденсаторов.
Согласованные конденсаторы составляют основу для большинства изделий типа аналого-цифрового (АЦП) и цифро-аналогового (ЦАП) преобразователей. Оптимально согласованные конденсаторы обеспечивают наилучшую степень согласования по сравнению с другими интегральными элементами.
Согласуемые конденсаторы разделяются на квадратные сегменты, которые объединяются в массивы. Массивы сегментов согласованных конденсаторов размещаются по двумерным схемам с общим центром (в частности, можно использовать перекрестно-связанную топологию).
Допускается только параллельное соединение сегментов в согласованных конденсаторах, так как при последовательном соединении значительную погрешность вносят паразитные емкости нижних обкладок. В связи с этим получение емкости с дробной частью емкости сегмента затруднено.
Далее приведены наиболее важные принципы построения согласованных конденсаторов:
1) использовать квадратные сегменты в матрицах согласованных конденсаторов;
2) использовать максимально возможные по площади конденсаторы;
3) располагать согласованные конденсаторы на полевом окисле;
4) использовать размещение с перекрестными связями или с общим центром в массиве сегментов согласованных конденсаторов;
5) размещать фиктивные конденсаторы вокруг внешнего края массива;
6) использовать электростатическую защиту для согласованных конденсаторов;
7) уменьшать емкости металлических проводников, соединяющих конденсатор;
8) не допускать наличия шин металлизации над согласованными конденсаторами, за исключением электростатической защиты;
9) использовать диэлектрики из оксида кремния вместо нитридных и других для исключения эффектов диэлектрической поляризации;
10) располагать согласованные конденсаторы в областях с низким градиентом мех
Разработка методики проектирования параметризованных аналоговых ячеек дипломная работа. Программирование, компьютеры и кибернетика.
Реферат по теме Теоретические основы рыночной оценки земли
Введение Диссертации Образец
Корень Слова Реферат
Эссе На Тему Как Победить Коррупцию
Сочинение На Тему Пение Соловья 4 Класс
Доклад по теме Различие в понятиях "интеллигнт" и "интеллект"
Сочинение Моя Семья 3 Класс
Реферат: Анализ и диагностика финансово-хозяйственной деятельности предприятия 9
Почему Важно Сохранять Историческую Память Декабрьское Сочинение
Реферат: Осветление воды осаждением
Дипломная работа: Методика та організація формування звітної інформації для балансу підприємства аналіз і аудит
Реферат по теме Международные отношения Пакистана с Западноевропейскими странами и США
Реферат Приоритеты Культурной Политики Переходного Периода
Контрольная Работа На Тему Стратегии Дифференцированного Ценообразования
Физическая Культура В Моей Жизни Сочинение
Реферат: Возникновение науки об учете в Италии
Курсовая Работа На Тему Моделирование В Управлении
Что Такое Дружба Сочинение 9.3 Осеева
Курсовая работа: Инвестиционная деятельность банка. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Делегирование полномочий
Литовская народная песня "Ой, ты, мой дубочек" в обработке В. Венцкуса - Музыка реферат
История балетного театра - Культура и искусство презентация
Анализ сервисного менеджмента в отеле - Менеджмент и трудовые отношения курсовая работа